Aktuální vydání

Číslo 8-9/2021 vyšlo tiskem 1. 9. 2021. V elektronické verzi na webu 30. 9. 2021. 

Téma: Elektrotechnika v průmyslu; Průmyslové automatizační prvky

Hlavní článek
Elektroenergetika ČR se bez nových flexibilních jaderných bloků neobejde

Číslo 4-5/2021 vyšlo tiskem
17. 9. 2021. V elektronické verzi na webu 17. 9. 2021.

Světelnětechnická zařízení
Rekonstrukce osvětlení podchodu a nástupišť vlakového nádraží Ústí nad Orlicí

Veřejné osvětlení
Osvětlení parku u Biskupství ostravsko-opavského v Ostravě
Venkovní osvětlovací soustavy a rušivé světlo
Generel verejného osvetlenia 9. časť
Environmentálne hľadiská

Řešení vysoké hlučnosti vývodových transformátorů v elektrárně Ledvice

6. 8. 2021 | Ing. Libor Ženíšek, Ing. Milan Sedláček | placeholder

Příspěvek popisuje problém vysoké hlučnosti u vývodového transformátoru v ČEZ, a. s., Elektrárně Ledvice (ELE) pro nový výrobní blok 660 MWe. Vývodový transformátor je složen ze tří jednofázových jednotek (zkráceně trafa) 3× 250 MVA.

Předmluva

Příspěvek popisuje problém vysoké hlučnosti u vývodového transformátoru v ČEZ, a. s., Elektrárně Ledvice (ELE) pro nový výrobní blok 660 MWe. Vývodový transformátor je složen ze tří jednofázových jednotek (zkráceně trafa) 3× 250 MVA.

Pohled na tři jednofázové jednotky blokového transformátoru - Ledvice
Obr. 1. Pohled na tři jednofázové jednotky blokového transformátoru

Jednotky jsou vzájemně propojeny zapouzdřenými vodiči na straně 21 kV a mají společný uzemněný uzel na straně vinutí 400 kV. Výkon generátoru je 776 MVA a předává se do energetické sítě vedením V016 přes zapouzdřenou rozvodnu 400 kV v Chotějovicích. Problém nastal ihned po prvním zapnutí vývodových transformátorů při uvádění do provozu. Změřená hlučnost traf překračovala zadané limity, včetně hodnot garantovaných výrobcem. Bylo velmi komplikované nalézt příčinu vysokého hluku, a ještě náročnější najít vyhovující technické řešení pro jeho snížení. Cílem příspěvku je popsat zkráceně, bez podrobností, ale chronologicky, celý proces od doby vzniku problému až po jeho úspěšné vyřešení a uvedení zařízení do běžného provozu.

 

Úvod

V roce 2007 se v areálu Elektrárny Ledvice rozběhla výstavba nového uhelného bloku č. B6 s nadkritickými parametry parního okruhu. Díky použití nejmodernějších technologií tento blok splňuje všechny současné emisní limity a jeho celková účinnost dosahuje vynikajících 42 %. Svým výkonem 660 MWe se stal nejvýkonnějším hnědouhelným elektrárenským blokem v ČR s předpokládanou životností 42 let. Blok má ještě jedno prvenství. S výškou kotelny 145 m je nejvyšší technickou budovou v ČR. Na vrcholu této kotelny je veřejně přístupný ochoz, který slouží jako rozhledna po Českém středohoří. Nový zdroj také plní všechny požadavky Kodexu přenosové soustavy ČEPS, a. s. na podpůrné služby v oblasti řízení elektrického výkonu a napětí v síti 400 kV. Stavbu řídil projektový tým Elektrárny Ledvice a generálním dodavatelem byla Škoda Praha Invest, s. r. o.

Základní technická data blokového transformátoru

-        Tři jednofázové jednotky 3× 250 MVA se společným, uzemněným uzlem na straně 400 kV
-        Převod 420/√3±2,5% // 21 kV
-        Zapojení YNd1
-        Chlazení olejové s ventilátory - OFAF
-        Napětí nakrátko 14%
-        Hladina akustického tlaku podle výrobce  <80 dB (A)
-        Rok výroby 2011
-        Jmenovité proudy na 21 kV – 21 334 A, na 400 kV – 1031 A
-        Sycení magnetického obvodu 1,69 T
-        Proud naprázdno na 400 kV – cca 3,1 A

Vznik problematiky nadměrného hluku blokových transformátorů

Když byla dokončena elektrická část technologie, musela se všechna elektrozařízení odzkoušet. Pro zkoušky bez generátoru bylo třeba zprovoznit nový přívod 400 kV do ELE, včetně všech výkonových transformátorů a napájení vlastní spotřeby. Dne 17. 8. 2013 bylo zapnuto vedení 400 kV – V016 z rozvodny Chotějovice a tím poprvé uvedeny pod napětí blokové transformátory. Velkým překvapením byla jejich mnohem vyšší hlučnost, než je u obdobných strojů obvyklé. Měřením se zjistila hodnota akustického tlaku až 92 dB (A) a to u všech tří jednotek. Tato hodnota převyšuje zadaný limit 85 dB a také hodnotu 80 dB (A), kterou garantuje výrobce transformátorů. Bylo to velké překvapení, protože při předávacích zkouškách jedné jednotky transformátoru na zkušebně u výrobce byl certifikovanou hlukovou laboratoří naměřen akustický tlak pouze 70,6 dB. Vysvětlení dodavatele, že se trafa časem „usadí“ a ztichnou, se nepotvrdilo. Ještě záhadnější bylo, že intenzita hluku na stanovišti traf se v průběhu dne značně měnila a hluk se i „přeléval“ z jedné jednotky na druhou. Občas na krátkou dobu transformátorové jednotky dokonce znatelně ztichly. Frekvenční analýzou hluku bylo zjištěno, že špička akustického tlaku je na frekvenci cca 350 Hz. (viz obr. 2)

Otázkou tedy bylo, proč až na svém stanovišti všechny tři jednotky transformátorů začaly tak silně hlučet a proč dochází za provozu k uvedeným změnám? Tím začala dlouhá cesta za poznáním, proč nadměrný hluk vzniká a ještě náročnější proces hledání, jak jej vrátit do povolených mezí.

Hledání příčiny vysoké hlučnosti transformátorů

Po dlouhou dobu probíhala náročná jednání s dodavatelem transformátorů, výrobcem a generálním dodavatelem stavby. Nikdo nevěděl, kde se stala chyba, když přejímací zkoušky ve výrobě byly v pořádku. Otázkou tedy bylo, kdo má situaci řešit. Iniciativy se poté chopil dodavatel traf a aktivoval technickou skupinu, složenou z odborníků v energetice. Stále se prováděla různá elektrická i akustická měření a ta nakonec vyústila v seznam všech možných (i nemožných) příčin vysoké hlučnosti.  Jednotlivé návrhy se postupně prověřovaly a nepravděpodobné zavrhovaly. K prověření byly vyspecifikovány následující možné příčiny vysoké úrovně hluku:
-        Transformátory při převozu od výrobce do ELE byly nějak poškozeny transportem
-        Transformátory hlučí vlivem špatného výpočtu sycení magnetického jádra nebo použitím nekvalitních plechů
-        Hluk rezonuje vlivem několikanásobných odrazů od protipožárních stěn
-        Vibrují betonové základy pod transformátory
-        Vibrují stěny nádob transformátorů, které je třeba zatlumit výztuhami
-        Hluk je nadměrný, protože se trafa provozují s malým odběrem, po zatížení výkonem ztichnou
-        Transformátory jsou napájeny ze sítě 400 kV, až najede generátor, tok výkonu se otočí a dojde ke ztišení
-        Při hlukové zkoušce u výrobce byl transformátor napájen ze strany 21 kV a ne 400 kV jako při prvním zapnutí v ELE

Čas ubíhal a postupně se eliminovaly výše uvedené možné závady. Po najetí generátoru a zahájení dodávek do energetické sítě se situace s hlukem nezměnila. Stále nebyla odhalena příčina vysoké hlučnosti. Později při plném provozu bloku bylo zjištěno, že nedochází ke změnám úrovně hluku při provozu traf jak naprázdno, tak při plném výkonu. To již začínalo něco naznačovat.

Kdyby se problém nevyřešil technicky na transformátorech, byla jako nouzová, poslední možnost pro zdárné provozování bloku naplánována výstavba protihlukové stěny o výšce 5 m. Ta by byla umístěna těsně před čelní stěnou stání transformátorů. Snížila by sice vyzařování do okolí, ale značně by zkomplikovala přístup pro údržbu a opravy jednotek traf. Také by pravděpodobně značně omezila proudění vzduchu kolem nádob traf a tím způsobila jejich přehřívání. Hrozilo by až jejich havarijní vypnutí. Navíc výrobce transformátorů vydal prohlášení, že hluk je způsoben vnitřními vibracemi, které mohou po určité době způsobit prodření izolace mezi plechy jádra, poškození izolace vodičů vinutí a uvolnění svorníků jádra. To by mělo negativní dopad na životnost transformátorů. Byly to závažné argumenty a snaha záležitost vyřešit se ještě více zintenzivnila.

Měření elektrických parametrů a analýza dějů

Pomocí analyzátorů se měřily a vyhodnocovaly proudy a napětí na úrovni 400 kV ve všech třech fázích. Zjistilo se tak, že transformátory mají značně deformovanou proudovou vlnu a to nejen lichými, ale hlavně sudými harmonickými. To potvrdilo domněnku, že transformátory jsou přesycené. Ale čím? Teprve při měření ve společném uzlu zdroje stejnosměrným klešťovým ampérmetrem se zjistila zajímavá věc. Uzlem transformátorů protéká poměrně vysoký, stejnosměrný proud (DC), který stále mění nejen svoji velikost ale i polaritu. Rozsah naměřených hodnot byl od minus 20 A DC až do plus 36 A DC v čase několika minut. Odkud se ale v síti 400 kV bere?                                                                                                              Při pohledu po okolí ELE se jako jediný zdroj stejnosměrného proudu tekoucího transformátory nabízela blízká, dvojkolejná železniční trakce mezi městy Bílina a Teplice, provozovaná Českými dráhami (ČD).

České dráhy v Severních Čechách používají pro provoz kolejových vozidel trolejový rozvod 3 000 V DC. Proud se z lokomotivy má vracet zpět do železniční měnírny kolejemi. Zjevně ale dochází k takzvaným bludným proudům, které pro návrat do měnírny místo kolejemi využijí i jiné, dobře vodivé a uzemněné objekty. Tyto stejnosměrné proudy v našem případě vtékají/vytékají do fázových vodičů 400 kV přes uzemněný uzel nejbližšího transformátoru. Například přes autotransformátor 400/110 kV v rozvodně Chotějovice (cca 2 km) a vystupují/vstupují např. v Ledvicích z blokového transformátoru do uzemnění ELE. Při zkouškách bylo dokázáno, že pokud blízký autotransformátor 400/110 kV v Chotějovicích vypneme, za určitou dobu se proudy znovu objeví, i když v mnohem menší intenzitě. Nejspíše se uzavírají až přes transformátory v rozvodně Výškov u Počerad (cca 20 km). Vysledování odkud a kam bludné proudy tečou je v praxi nemožné a dá se jen odhadovat podle místa měnírny a lokalizace jejich výskytu. U kovových konstrukcí vedených hlavně v podzemí, jako třeba potrubí, se používá pro ochranu před škodlivými vlivy těchto proudů (proděravění potrubí) například katodová ochrana. To u rozsáhlých uzemňovacích sítí energetických zařízení není možné.

Ověření závislosti stejnosměrných proudů v uzlu na provozu elektrických lokomotiv

Když byl nalezen zdroj, který pravděpodobně způsobuje přesycování magnetických obvodů transformátorů, musela se ještě prokázat přímá souvislost mezi provozem drážních vozidel a protékajícími proudy uzlem blokových transformátorů. Takové měření je náročné na technické vybavení a zkušenosti měřících techniků. Proto byla požádána o spolupráci odborná měřící skupina z firmy Správa železniční a dopravní cesty Praha (SŽDC), která se v drážním prostředí vyzná nejlépe a má špičkovou měřicí techniku. V roce 2016 pak pracovníci SŽDC provedli synchronní měření potenciálu drážních kolejnic v železničních stanicích Bílina a Světec s DC proudem, protékajícím uzlem blokových transformátorů.

Z obr. 3 je zřejmé, že potenciálové špičky v Bílině (modrá čára) a ve Světci (černá čára) silně ovlivňují průtok bludného proudu uzlem transformátorů v ELE (červená čára). Silný záběrový proud lokomotiv tak zvyšuje úbytek napětí na kolejnicích a ten generuje bludný proud v uzemňovacích soustavách, který se uzavírá přes uzly transformátorů jak v ELE, tak v Chotějovicích. Současné elektrické lokomotivy mají výkon až 6 MW a při napětí 3 000 V DC vytváří proud až 1 700 A. Bylo vypozorováno, že velikost DC proudu uzlem a jeho polarita se mění podle toho, jakým směrem, v jaké oblasti (jak daleko od ELE) a na jaké koleji lokomotiva právě projíždí. Na obr. 5 jsou znázorněny průtoky napájecích a DC bludných proudů (červené šipky) od lokomotiv přes uzemňovací sítě, uzly traf, až zpět do měnírny ČD. 

Ověření, zda DC proudy ovlivňují hluk transformátoru

Pro získání jistoty, že DC proudy protékající uzlem traf v ELE ovlivňují jejich hlučnost, byla provedena poměrně komplikovaná, dočasná změna základního zapojení celé společné vlastní spotřeby ELE B6. Při odstaveném generátoru se blokové transformátory odpojily od linky 400 kV. Na obr. 4 je možné vysledovat tok energie v tomto zapojení.

Černě vybarvené čtverečky jsou sepnuté spínače, bíle vybarvené jsou vypnuté. Z vedení 110 kV – V981 se přes transformátor 110/12 kV – 4A1BCT01, přes rozvodny 12 kV, odbočkový transformátor 12/21 kV - 4A1BBT01 vedlo napájení do vinutí 21 kV - 4A1BAT91 blokových traf. V tomto zapojení se do traf nemohly bludné DC proudy nijak dostat. Bylo velmi napínavé sledovat po provedení přepojení, jak se bude hlučnost traf vyvíjet. Akustický tlak opět měřila hluková laboratoř. Po zapínacím rázu se vysoká hlučnost z 90 dB začala snižovat a po asi 30 minutách klesla intenzita akustického tlaku přibližně na 70 dB. Jednoznačně se tedy potvrdil vliv DC proudů z vedení 400 kV na vysokou hlučnost.

Pro úplnou jistotu se ještě provedlo druhé ověření této teorie. Pro měření se využila povinná, certifikační zkouška celé technologie výrobního bloku. Při této zkoušce se z plného výkonu 660 MWe provede odpojení bloku od sítě 400 kV. Výkon bloku se skokově sníží na cca 55 MW, kdy generátor napájí pouze svoji vlastní spotřebu nutnou pro chod technologií. Pro zařízení je to velký šok, ale taková situace může nastat např. při blackoutu energetické sítě. Výrobní blok se tak udržuje v pohotovostním stavu, kdy je schopen se ihned, jak je to možné, přifázovat zpět do sítě. V tomto přechodovém stavu musí zůstat minimálně jednu hodinu. Při této zkoušce se blokové transformátory odpojí od vedení 400 KV a jsou napájeny jen z generátoru bloku B6. Také v tomto zapojení se DC proudy do traf dostat nemohou.

I při této zkoušce se naměřil pokles hluku za jednu hodinu z hodnoty 92 dB na cca 75 dB.

V této chvíli již byl vliv přesycování transformátorů bludnými DC proudy plně ověřen a zmapován. Jak ale tomuto jevu zabránit, když se pohybujeme na napětí 400 kV s výkony 660 MWel a uzel traf se nemůže z podstaty sítě TT odpojit od uzemnění tak, aby DC proudy neprocházely?

Co se děje v transformátoru, pokud je magnetický obvod přesycen

Na obr. 6 je vidět, jak se změní magnetický tok v transformátoru, pokud dojde k jeho přesycení.

Pokud se k proudu naprázdno přidá ještě DC proud Io, posune se pracovní oblast na magnetizační křivce za její koleno do nelineární oblasti. Dochází k posuvu a deformaci hysterezní křivky. V této oblasti se sníží permeabilita a prudce poklesne indukčnost. Dojde tak k velkému nárůstu magnetizačního proudu a tím k přesycení magnetizačního jádra. Deformace křivky magnetizačního proudu je vidět na obr. 6. V nelineární oblasti se generují vyšší harmonické, převážně sudé, které také byly ve velké míře naměřeny při prověřování blokových traf. Takto postižený transformátor pracuje v trvale přetíženém stavu, jako by byl připojen například stále na 110 % jmenovitého napětí Un. U blokových transformátorů je magnetizační proud naprázdno (ze strany 400 kV) asi 3,1 A. Pokud má stejnosměrný proud v uzlu hodnotu 30 A, tak do každé fáze teče ještě 10 A navíc, což způsobí přesycení a násobné přetížení magnetického obvodu.

Vibrace plechů jádra nejenom generují silný magnetostrikční hluk, ale vzájemné tření plechů o sebe může časem způsobit poškození izolace mezi plechy. Vibrace celého stroje může také poškodit mezizávitovou izolaci a uvolnit svorníky pro stažení jádra. Pokud tyto vibrace trvají dlouho, mohou zkrátit celkovou životnost traf nebo způsobit vážnou, vnitřní poruchu. O to důležitější bylo rychle nalézt řešení a přesycení odstranit.

Při zkouškách byla zjištěna ještě jedna zajímavost, která překvapila některé odborníky v elektrotechnice. Při debatách jsme byli přesvědčováni, že po přerušení DC proudů musí dojít téměř okamžitě ke snížení hluku. Realita je ovšem jiná. Pokles hluku je pozvolný podle toho, jak dochází k demagnetizaci jádra transformátoru. Čím je jádro mohutnější a čím jsou kvalitnější plechy z kterých je složeno, tím déle probíhá i ztišování, jak je znázorněno na obr. 7.

K demagnetizaci jádra došlo po zamezení průchodu DC proudu až po minimálně půlhodině provozu.

Jak zamezit průtoku DC proudů přes transformátory

Nyní již bylo zcela jasné, proč blokové transformátory hlučí a co se v nich děje. Stále ale nebylo nalezeno řešení, jak průtoku DC proudu zabránit. Byla sestavena pracovní skupina, která měla najít odpovídající technické řešení. Vznikly tak následující návrhy:

  1. Odpojit uzel transformátorových jednotek od uzemnění v ELE a propojit ho samostatným, izolovaným vodičem vedeným až do zemnící sítě Chotějovické rozvodny. Toto vzájemné propojení uzemnění by odstranilo rozdíl potenciálů, který DC proudy do vedení V016 protlačuje. Realizace by byla ale velmi složitá. Vzdálenost je cca 2 km a vodiče by musely zvládnout velké zkratové proudy. Také položit kabelovou trasu přes dálnici a elektrifikovanou trať by bylo velmi náročné. Tento návrh byl pro značnou technickou náročnost zamítnut.
  2. Do uzlu blokových transformátorů aplikovat katodovou ochranu, podobnou té, která chrání proti bludným proudům podzemní kovová potrubí. Tento návrh se také zamítl, protože dostat potřebný řízený „protipotenciál“ do vedení 400 kV jsme považovali za technicky těžko zvládnutelné
  3. Instalovat zcela nový blokový třífázový, jádrový transformátor. Třífázové provedení v jedné nádobě bude dle názoru některých kolegů podstatně méně náchylné na sycení DC proudem, protože v železných jádrech se ss předmagnetizace vzájemně ve velké míře vyruší a nezpůsobí tak velké přesycení magnetického jádra. Bez ohledu na nejednotnost teoretických názorů na tento jev byla tato varianta okamžitě vyloučena z úvah z časových a finančních důvodů
  4. Rozpojit společný uzel blokových transformátorů a do uzemňovacího svodu vložit vhodný kondenzátor v sérii. Kondenzátor propustí pracovní i zkratové střídavé proudy a zamezí průtoku DC proudů. Toto řešení navrhl Ing. Jiří Bermann z firmy ABB. Tato varianta byla nakonec přijata. Znamenala ale mnoho hodin diskusí, spousty výpočtů a zkoušek, aby se zařízení „dotáhlo“ do všech detailů. Základní podmínkou kromě plné funkčnosti nového zařízení byla bezpečnost provozu transformátorů.

Rizika při vložení kondenzátoru do uzlu traf

Nápad použít v sérii mezi uzlem traf a zemnící sítí ELE kondenzátor byl vynikající, ale příprava realizace narazila na mnoho problémů, které hodně potrápily realizační firmu. Zásadním předpokladem celé konstrukce bylo zhotovit zařízení naprosto bezpečné, jak pro osoby, tak pro transformátory.

Pro ilustraci uvedeme jen některá rizika, přes které bylo nutné se „prokousat“:
-        Transformátory ve všech sítích 400 kV mají uzel vždy „tvrdě“ uzemněn. Vložením kondenzátoru se stane uzel transformátoru nepřímo uzemněným přes určitou impedanci
-        Uzel traf musí být za všech okolností průchozí pro střídavé pracovní proudy, např. od nesymetrie soustavy 400 kV, tak pro střídavé zkratové proudy proti zemi
-        Při přerušení uzemnění hrozí poškození vinutí přepětím a také by nefungovaly správně některé elektrické ochrany.
-        Jak dimenzovat kondenzátor, aby vydržel i průchod jednofázového, střídavého zkratového proudu do země
-        Jak dimenzovat kondenzátor, aby vydržel špičkový, nárazový proud při zapnutí transformátoru
-        Jak dimenzovat nebo ochránit kondenzátor proti přepětí vzniklém na jeho impedanci při průchodu zkratového proudu
-        Garantovat, že za žádné situace nesmí dojít k přerušení kondenzátoru a odpojení od zemnění. To by ohrozilo transformátory přepětím proti zemi až 230 kV, na které nemá „nula“ traf dimenzovánu izolaci. Společná zemní sběrna má povoleno napětí maximálně 85 kV.

Nikde v dostupné evropské literatuře nebylo nalezeno řešení kondenzátoru zapojeného do uzemnění v síti 400 kV. Pro určitou inspiraci však mohly sloužit články, které se v roce 2017 vyskytly v odborné literatuře v souvislosti s potlačením vlivu geomagnetických bouří na dálková přenosová vedení ZVN na severoamerickém kontinentu. Byl to s určitou analogií obdobný problém, když řešili důsledky přesycování ZVN transformátorů stejnosměrnými geomagnetickými proudy vyvolanými slunečními erupcemi. Ovšem technické údaje byly velmi obecné a bylo nutno začít projektovat zcela od začátku. Znamenalo to nejdříve navrhnout vhodné řešení, zpracovat teoretické výpočty a zhotovit funkční modely. Vše muselo následně správně pracovat i v realitě. Provést jakékoliv zásahy do uzemňovacího uzlu traf při výkonech 660 MWe a napětí 400 kV se musí velmi opatrně. Blokové transformátory této velikosti jsou velmi drahé a v žádném případě nesmí dojít k jejich ohrožení.

Zadání podmínek pro řešení uzlu traf s vloženým kondenzátorem

I když se již nalezlo teoretické řešení, k jeho převedení do reality byla ještě dlouhá cesta. Elektrárna Ledvice v roce 2017 vypsala výběrové řízení na eliminaci DC proudu uzlem traf, z kterého úspěšně vzešla firma Průmyslový projekt Plzeň, s. r. o. (PPP). Zavázala se provést taková opatření, aby se hlučnost traf snížila pod hygienické limity a nedocházelo přesycováním magnetického obvodu k degradaci traf. Protože se blížilo ukončení a předání stavby B6 do trvalého provozu, času na projektování a zkoušky moc nebylo. Firma PPP se rozhodla dopracovat do fáze realizace nápad s vložením kondenzátoru do uzlu. Ještě na začátku prací nebylo zcela jisté, zda řešení s kondenzátorem bude plně funkční a zda bude technicky realizovatelné. Proto byl v zadání zakázky požadavek, zpracovat řešení ve třech, postupných etapách. Každá etapa byla samostatně vyhodnocována techniky ELE. Postup do další etapy vždy schvalovala technická komise až po předání dokumentace a detailní prezentaci všech podrobností. Projekt se pak rozdělil takto:
1. Etapa – teoretická a výpočtová část,
2. Etapa – ověření funkčnosti teorie, modelování situace a provedení úspěšných zkoušek,
3. Etapa – realizovat opatření u transformátorů a vše plně funkční předat do provozu elektrárně.

Teoretická část a základní výpočty

Před zahájením prací se hledala kritická místa projektu, která bude nutno řešit prioritně. Jako nejdůležitější bylo stanoveno správně dimenzovat v sérii zapojený blokovací kondenzátor tak, aby byl při provozu plně funkční a vydržel všechny předpokládané, elektrické jevy bez poškození.

Pro velký rozsah všech nutných výpočtů, byl pro spolupráci přizván i specialista Ing. Jiří Bermann z firmy ABB. Bylo důležité zjistit, jaké bude DC napětí na kondenzátoru, až uzemnění přerušíme. Po ujasnění kudy DC proudy tečou (viz. obr. 4), bylo zpracováno pro tuto proudovou cestu zjednodušené náhradní odporové schéma s vyznačenými toky proudů. Do něj byly dosazeny známé hodnoty a dopočítány chybějící. Protože byly uvažovány jen DC proudy, počítalo se pouze s činnými odpory. Když byl znám odpor cesty bludných proudů a protékající proud, dal se přibližně spočítat DC potenciál v uzlu blokových traf. Tedy ten, který by se naměřil na kondenzátoru po rozpojení uzemňovacího obvodu. Výsledky výpočtů s dobrou pravděpodobností tuto hodnotu stanovily na maximálně            Udc = ± 5 V DC. 

Pro správnou a bezpečnou funkci kondenzátoru v uzlu bylo nutno stanovit a spočítat mnoho dalších, důležitých parametrů. Kondenzátor musel správně plnit svou funkcia zároveň být odolný za všech představitelných situací v elektrické síti.

Pro prezentaci, že skutečně lze vloženým kondenzátorem blokovat DC proudy v uzlu transformátorů, bylo navrženo zkušební, obvodové schéma, znázorněné na obr. 8. Podle něj byl zhotoven funkční model.

Ve schématu v obr. 8 je pod transformátory T1, T2, T3 je vidět základní návrh zapojení nového, eliminačního obvodu, pracovně nazvaného R0, který bude umístěn do uzlu traf. Je sestaven z blokovacího kondenzátoru, antiparalelně zapojených ochranných diod a spínacích by-passů pro překlenutí kondenzátoru. Podle tohoto schématu byl pro účely prezentace správné funkce vyroben fyzický model v napěťovém měřítku 1: 1 000 (400 kV/ 400 V) a výkonovém měřítku 1:10 000, jehož fotografie je uvedena na obr. 9.

Na modelu se simulovaly nastavitelnými prvky parametry sítě a pak se přidával vnucený DC proud z akumulátoru. Změřily se všechny základní AC, DC parametry a také bylo zjišťováno, jak se vzájemně ovlivňují. Samozřejmě, že model není zcela realistický, protože superpozice DC zdroje do střídavého obvodu je provedena sériovým zapojením zdrojů, kdežto v přírodě se jedná a paralelní obvod. Přesto provedené zkoušky na modelu s určitou nepřesností prověřily, že princip řešení s kondenzátorem je správný a je možno pokračovat ve vývoji dál. Pokročilo se tak již ke stanovení konkrétních funkčních prvků eliminačního obvodu. Plná jistota, že vše bude fungovat stejně i u blokových traf, ale ještě nebyla.

Stanovení kapacity oddělovacího kondenzátoru a rezonanční frekvence obvodu

Blokové transformátory spolu s kondenzátorem a sítí 400 kV představují RLC obvod. V první fázi byla velikost kondenzátoru vypočítána tak, aby procházel AC proud o frekvenci 50 Hz. To prakticky znamenalo, aby se kondenzátor stačil nabíjet a vybíjet. V prvním přiblížení byla stanovena hodnota kmitočtu 1 Hz a z toho vycházela kapacita 295 μF. Tato kapacita však je příliš malá, protože již při průtoku pracovního AC proudu uzlem vlivem síťové nesymetrie (až 45 A AC) by na vysoké kapacitní reaktanci kondenzátoru bylo napětí 500 V a my jsme naopak potřebovali mít co nejnižší napětí, aby se dala použít dostupná přepěťová ochrana. Proto bylo nutno kapacitu kondenzátoru podstatně navýšit. Nakonec byla stanovena hodnota kapacity na 3 600 μF. Potom již reaktance kondenzátoru klesla na vhodných Xc = 0,884 Ω. Po novém přepočtu je i pro tuto kapacitu rezonanční kmitočet dostatečně vzdálen od 50 Hz.       

Dimenzování kondenzátoru z hlediska střídavého pracovního proudu

Měřeními bylo zjištěno, že uzlem traf protéká střídavý pracovní proud Iprac od 5 A až do 45 Aef, v závislosti na výkonu přenášenému do sítě 400 kV. Je to vyrovnávací proud vytvořený nesymetrií třífázové sítě. Pro další výpočty jsme volili s dostatečnou rezervou maximální proud Iprac = 50 Aef. Potom pracovní střídavé napětí na blokovacím kondenzátoru při běžném provozu dosahuje hodnoty :

   Uprac = Xc  x Iprac = 0,884 × 50 = 44,2 Vef

Dimenzování kondenzátoru z hlediska ohrožení od blízkých zkratů v síti 400 kV

Následně byly spočítány zkratové poměry u blokových transformátorů na straně 400 kV. Zjistilo se, že při jednofázovém, blízkém zkratu poteče uzlem maximální proud: 
3Io = 8,88 kAef. 
Špičková hodnota zkratového proudu, s plně vyvinutou stejnosměrnou složkou potom vychází na :  
3Io peak = 3Io × √2 × 2 = 8,88 × 1,41 × 2 = 25,04 kA peak                                                                           

Špičkové napětí na kondenzátoru je potom:
Uc peak = 3Io peak × Xc = 25,04 × 0,884 = 22,14 kV

Špičková hodnota napětí 22,14 kV je velmi vysoká. Nyní muselo dojít k zásadnímu rozhodnutí, jaký kondenzátor použít, aby vydržel výše uvedené hodnoty proudového zatížení a hlavně značně vysoké, špičkové napětí. Nejlépe by vyhovoval vysokonapěťový (vn) kondenzátor s Ucmax = 12,5 kV z produkce ZEZ Silko Žamberk. Dva kondenzátory v sérii by napětí 22,14 kV vydržely. Takto složená kondenzátorová baterie by nepotřebovala žádnou, přepěťovou ochranu. Tyto rozměrné vn kondenzátory ale mají velmi malou, jednotkovou kapacitu. Pro složení sérioparalelní kombinace na celkově 3 600 μF by bylo potřeba velké množství velkých kondenzátorů. Vše by zabralo obrovský prostor, který u stanoviště traf není k dispozici. Cena celé kombinace by také vyrostla do neúměrné výše. Realizaci zařízení na úrovni vn by komplikovala i nutnost celý rozváděč a spínací prvky zhotovit v úrovni vn napětí. Tato varianta se z výše uvedených důvodů musela zamítnout. Takže zbývala cesta vše zhotovit na úrovni nízkého napětí.

V produkci ZEZ Silko Žamberk se našel nízkonapěťový (nn) kondenzátor, který snese vysoký proud. Požadovaná kapacita byla složena z 24 ks, každý po 150 μF. Provozní napětí kondenzátoru je jen 900 V. Aby se nezničily přepětím 22,14 kV, musí být chráněni nějakou výkonnou, přepěťovou ochranou.

Ochrana kondenzátoru před přepětím

Tím jsme se dostaliasi k největšímu úskalí celého projektu. Přepěťová ochrana musí zareagovat tak rychle, aby spolehlivě a pokud možno bez poškození svedla špičkové, zkratové proudy do země po dobu, než poruchový děj odezní. U vzdálených zkratů v síti 400 kV to není problém, proud uzlem není tak velký. U blízkých zkratů ovšem proudy narůstají a přepěťová ochrana může být ohrožena. Přesto ale musí vždy zabránit poškození baterie kondenzátorů. Horní hranice omezovacího napětí se stanovila na 900 V. Dále se určila dolní hranice napětí, kdy přepěťová ochrana nesmí reagovat. Pokud by zapůsobila a „otevřela“ v provozním stavu, protekl by přes ni i DC proud. Tím by se obešel kondenzátor, celé zařízení ztratilo požadovanou funkci a trafa začala opět hlučet. Tato dolní, napěťová hranice byla spočtena takto:
Udol peak= Uprac  ef × √2  + Udc = 44,2 × 1,41 + 5 = 67,3 V peak

Pro bezpečnou funkci ochrany na dolní hranici volíme napětí 70V.

Volba druhu přepěťové ochrany

Pracovním týmem byly do diskuze navrženy tyto možnosti řešení: Sloupec antiparalelně zapojených výkonových diod

Diody v sériovém zapojení by musely minimálně do 70 V zůstat zavřené. Nad tuto hodnotu by se otevřely tak, aby svedením zkratového proudu kolem kondenzátoru udržely napětí v požadovaných mezích. Je to nadějná varianta, která by sama zvládla z principu diodového efektu kondenzátor velmi dobře ochránit. Pro stanovení počtu diod bylo nutno znát spodní „otevírací“ charakteristiku diody. Pro zvládnutí zkratového proudu bez poškození by se musely použít nejvýkonnější diody nabízené na trhu. Po proměření těchto výkonových diod u výrobce bylo zjištěno, že tyto diody mají prahové „otevírací“ napětí jen 0,3 V. Abychom udrželi diody zavřené do 70 V, musí být jejich počet minimálně: 70 V : 0,3 V = 234 kusů na jednu větev.

Pro obě větve potřebujeme celkem 468 ks velkých, výkonových diskových diod. Ty se proloží chladiči a stáhnou do bloků speciálními svorkami na hodnotu přítlaku 70 kN. Každá dioda by musela mít pracovní proud minimálně 13 kA a vydržet bez poškození špičkový proud při zkratu 85 kA. Takové diody jsou v nabídce výrobní firmy. Protože by byly zapojeny v sérii, s výdržným napětím při zkratu nebo zapínacím rázu by nebyl problém. Někteří členové řešitelského týmu ještě upozornili na možnost nerovnoměrného rozdělování potenciálu. Diodová ochrana by byla ideálním řešením, které vydrží všechny krizové děje v uzlu traf. Ale pokud bychom smontovali všechny nutné komponenty pro 468 ks diod do sestavy vycházely by značně velké rozměry rozváděčů. Takové místo ale u traf k dispozici není. Cena celého zařízení vzhledem k počtu drahých součástek a složitosti zapojení by vystoupala neskutečně vysoko. Přes zjevné funkční výhody bylo nutno tuto variantu přepěťové ochrany opustit.

Elektronická přepěťová ochrana uzlu

Ochranu uzlu by bylo možno provést například použitím vysoko výkonových, antiparalelních tyristorů. Ty by byly aktivovány procesorovým obvodem, který by vyhodnocoval buď procházející zkratový proud nebo přepětí na kondenzátoru. Do vývoje tohoto typu zařízení jsme se nechtěli z mnoha důvodů pouštět. Vzhledem k složitosti zapojení elektroniky nebylo zřejmé, že se takovýto obvod podaří v krátkém časovém termínu vůbec zkonstruovat. Výhodou tohoto zapojení by byla možnost, ochranné limity nastavovat v potřebném rozsahu. Ve výkonové části by se použily nejvýkonnější vyráběné tyristory. Celé toto zařízení by představovalo technicky, časově i finančně náročný vývoj. Přesto jsme zkoušeli kontaktovat několik velkých výrobců elektronických zařízení. Nenašel se však nikdo, kdo by měl zájem se vývojem a výrobou jednoho kusu ochranného zařízení zabývat. To bylo dost důvodů, proč tuto variantu také opustit.

Použití svodiče přepětí s varistorem

S ohledem na rychlost přechodových jevů při jednopólovém zkratu a strmý nárůst napětí na kondenzátoru jsme se v této variantě rozhodli použít jako základní prvek varistor. Ten plní funkci přepěťové ochrany dokonale, ale nesnese výkonovou zátěž. Takže jsme hledali vhodnou dostupnou přepěťovou ochranu na trhu v celé EU obsahující varistor, jako rychle působící ochranný prvek. Ten ale musí být doplněn tyristorovým obvodem, který varistor ochrání před poškozením průchodem zkratového proudu. Principiálně vyhovují přepěťové ochrany pro nízké napětí používané u trakčních soustav. Jsou konstruovány na svedení přepětí od blesku nebo od zkratu na trakčním vedení. My jsme hledali takový přístroj, který odolá zkratovým podmínkám v uzlu traf. Tento typ ochrany vyrábí několik výrobců. Například firma Hakel nabízí svodič typ HL120. Nejlepší výkonové parametry jsme nalezli u svodiče přepětí typ HVL 120 od firmy ABB. Je prioritně určen pro ochranu drážních zařízení na nástupišti vlaků. Při proměření jsme zjistili, že spolehlivě zasahuje v rozmezí napětí od 95 V až 120 V a snese velký proud po delší dobu než běžné typy svodičů. Blokové schéma vnitřního zapojení  HVL 120 je na obr. 10. Obsahuje výkonový varistor, vyhodnocovací a spínací obvody a dva antiparalelně zapojené výkonové tyristory.

Princip ochranného působení HVL 120 je zřejmý z obr. 11.

K zvládnutí krátkého, atmosférického přepětí (červená křivka) stačí varistor. Po velmi krátkou dobu zvládne proud až 20 kA a srazí přepětí na hodnotu cca 380 V (modrá křivka). Pokud následný zkratový proud trvá déle, než by zvládla tepelná jímavost hmoty varistoru, ochranné obvody sepnou po 0,4 ms antiparalelní tyristory, které zabrání zničení varistoru. Tyristory tak srazí napětí na kondenzátoru téměř k nule.

Tato funkce je perfektní, ale proudové a časové parametry v uzlu traf by v nejhorších případech zkratů mohly přesáhnout dovolené parametry HVL 120. I když tyto blízké, silné zkraty jsou výjimečné, je nutno s nimi uvažovat. Podle testů ve výrobě vydrží HVL 120 bez poškození proud 20 kA po dobu 20 ms. Potom se tyristor speče. Pokud trvá vysoký proud déle, polovodičový přechod se odpaří a ochrana bude nefunkční. Tím by ztratil ochranu i kondenzátor.  Doba změřená do zničení HVL 120 je cca 100 ms. Trvající přepětí by pak prorazilo kondenzátor a uzel traf by byl odzemněn. K takové situaci nesmí dojít.

Zlepšení výkonnosti svodiče přepětí

Prvním opatřením na zvýšení ochranné funkce bylo paralelní zdvojení HVL 120. Navržené osazení ochranného rozváděče R0 kondenzátory a dalšími prvky je zřejmé z obr. 12 – Návrh silové výstroje rozváděče R0.

Doba zásahu elektrických ochran vedení 400 kV do vypnutí zkratu je asi 250 ms. Proto je nutno ještě přidat další zařízení, které by kondenzátor přemostilo dříve, než dojde k poškození HVL 120. Pro přemostění (by-pass), byl vybrán výkonový vypínač BH 630 od OEZ Letohrad, který splňuje všechny potřebné, výkonové parametry. Rychlé sepnutí tohoto vypínače zajišťuje citlivá elektrická ochrana F1 typu A15/1 A. Popud pro její aktivaci dá proudový transformátor 1000/1 A ihned, jakmile proud procházející HVL 120 přesáhne 1 000 A. Vypínače BH 630 pro vyšší spolehlivost byly také zdvojeny. Spínání je načasováno tak, že první sepne Q2 s předřadnými odpory pro zatlumení nárazového proudu a od jeho pomocných kontaktů potom Q1. Elektrické obvody se ještě doplnily o měření proudů a napětí. Tlumící odpor R2 chrání polovodičové přechody tyristorů HVL 120 před nárazovým přetížením vlivem vybíjecího proudu kondenzátoru. Všechny ovládací obvody pracují na nezávislém napětí 220 V DC přivedeném dvěma samostatnými přívody z centrální akubaterie.

Výpočtově vše odpovídalo potřebám, ale plná spokojenost ještě nebyla. Vzdálených zkratů se již nebylo třeba obávat. Na blízké zkraty však parametry dvou paralelně zapojených HVL 120 neměly výkonovou rezervu. Nebylo jisté, zda při zkratu ještě před sepnutím by-passů nedojde k jejich poškození.

Ověření funkčnosti teorie a výpočtů na zkušebním rozváděči

Po ukončení všech výpočtů a návrhů bylo nutno vyprojektovat zkušební rozváděč, který by obsahoval všechny potřebné součástky a vešel se do vymezeného prostoru u traf. Po zhotovení a osazení součástkami rozváděče nazvaného pracovně R0 ve firmě EMCOS Teplice, mohly začít ověřovací zkoušky u výrobce.  Po splnění základních funkčních zkoušek se kontrolovalo, zda spínače by-passu správně fungují a provedou vyzkratování kondenzátoru v co nejkratším čase. Aktivace ochrany A 15 byla nastavena na 1 000 A primárně. Opakované zkoušky potvrdily, že celkový čas od průchodu budicího proudu do ochrany až po sepnutí výkonových kontaktů spínače je v rozmezí 62 až 85 ms. Tím se stanovila skutečná doba sepnutí by-passu. Pro vzdálené zkraty s menším proudem tak stihne spínač by-passovat kondenzátor dříve, než se poškodí HVL 120. Pro blízké, intenzivní zkraty by ale pravděpodobně došlo k poškození alespoň jednoho HVL 120.

Po namontování rozváděče R0 na pozici v ELE a zapojení do uzlu traf začaly ověřovací zkoušky. Na začátek raději s vyzkratovaným kondenzátorem. Velkým a nečekaným překvapením skončilo měření nárazového proudu při zapnutí traf na síť 400 kV. Hodnota špičkového proudu uzlem měřena na odporovém bočníku dosahovala neuvěřitelných 83 kA. Za stejné situace měření klešťovým ampérmetrem vykázalo jen 15.8 kA, protože se nejspíše obvody kleští přesytily. Špičkové napětí na reaktanci kondenzátoru by pak dosahovalo nepřijatelných téměř 80 kV. I když se jedná o velmi krátký impuls, na tyto hodnoty žádnou spolehlivou ochranu nelze zhotovit. Proto bylo nutno najít další opatření, které by před zapínacím rázem traf rozváděč R0 ochránilo.

Ochrana před proudovým zapínacím rázem transformátorů

Velký proudový náraz při zapnutí traf bylo nutno nějak eliminovat. Po delším zkoumání se našlo jen jediné řešení tohoto problému. Kondenzátor se musí vždy před zapnutím traf přemostit. Nelze spoléhat na to, že by před každým zapnutím traf obsluha na elektrovelínu ELE provedla ruční přemostění kondenzátoru u rozváděče R0. To musí zajistit automatika, nezávisle na obsluze. Bylo proto třeba doplnit do obvodů spínačů pro by-passování kondenzátoru při zkratech další prvky. ELE nemá v areálu vypínač 400 kV. Spínání vedení V016 a tím i traf se děje v rozvodně Chotějovice, vzdálené asi 2 km. Sepnutí spínače na žádost ELE provádí dálkově dispečink ČEPS z Prahy. Samotné přifázování generátoru do sítě zajišťuje generátorový vypínač v ELE.

V rozváděči R0 se provedly následující úpravy. Nejprve bylo nutné přivést z elektrických ochran bloku B6 do rozváděče signál od stavu vypínače 400 kV v Chotějovicích. Potom upravit logiku automatiky funkce spínačů Q1, Q2. Bylo určeno, že ihned po vypnutí traf dojde k sepnutí vypínačů Q1 a Q2. Tím je kondenzátor trvale přemostěn. V tomto stavu také dojde k zapnutí traf. Po zapnutí začne běžet časové relé a teprve po 5 s dá automatika popud na vypnutí Q1, Q2, čímž odzkratuje kondenzátor a začne standardní provoz R0. Toto spolehlivě zabrání poškození kondenzátoru a přepěťové ochrany při zapínacím rázu. Malá nevýhoda je v tom, že po zapnutí budou mít trafa ještě asi 20 minut vyšší hlučnost, než se „odmagnetují“. Funkční zkoušky k všeobecné spokojenosti dopadly výtečně.

Uvedení zkušebního rozváděče R0 do plného provozu

V listopadu 2018 byly ukončeny všechny zkoušky a rozváděč R0 byl uveden do zkušebního provozu. Po zaškolení obsluh a dokončení kompletní dokumentace byl předán ELE. Vše pracovalo správně podle projektu a akustický tlak změřený certifikovanou hlukovou laboratoří Ametris, jak je vidět na obr. 13 klesl pod 75 dB. To je již běžná hodnota hluku pro transformátory této velikosti. Tím bylo beze zbytku splněno zadání investora. Zařízení zajišťovalo všechny požadované funkce zcela spolehlivě.   

Ověřit správnost nastavení a funkci přemostění kondenzátoru při zkratu se neplánovaně podařilo dne 10. 7. 2019, kdy došlo k jednopólovému zkratu na vedení 110 kV připojeného do rozvodny Chotějovice. Zkrat se přelil přes společné uzemnění rozvodny a autotransformátor T402 – 400/110 kV do fází vedení V016. Potom přes blokové transformátory ELE zpět do země (viz také schéma na obr. 4). Z dat získaných od ČEPS se zjistilo, že zemní zkrat měl hodnotu 1,05 kA. Tento proud stačil k aktivování citlivé ochrany A15 (nastavena na 1000/1 A) a spínače přesně podle nastavení automatiky sepnuly oba by-passy. Po resetování tohoto stavu a kontrole rozváděče R0 bylo shledáno, že nenastalo žádné poškození.

Vše fungovalo rychle a perfektně, ale přesto ještě nebyla se vším plná spokojenost.

Zlepšení parametrů rozváděče R0

Zkušební provoz byl vyhodnocen jako bezproblémový a zařízení plnilo bezezbytku svou funkci. Stále ale nebyla plná jistota, zda při velmi blízkém zkratu nedojde k poškození HVL 120. Blokové transformátory jsou velmi drahé zařízení a přepěťová ochrana tvořená HVL 120 by byla na své výkonové hranici. Proto bylo pro větší ochranu kondenzátoru stále hledáno, zda není na trhu výkonnější přepěťová ochrana než HVL 120. Až v roce 2020 se podařilo díky dobrým kontaktům s pracovníky firmy Saltek z Ústí nad Labem zjistit, že vyvíjejí vhodný prvek, který by kondenzátor lépe ochránil. Vedení firmy Saltek urychlení uvedení na trh podpořilo a technici Salteku provedli poslední provozní zkoušky. Tak bylo možno brzy odkoupit 2 ks nového, výkonnějšího prvku pro přepěťovou ochranu typ BVL 120. Princip fungování BVL 120 je stejný, ale má odolnější vnitřní prvky a větší rozměry než HVL 120. Velikost a provedení pouzdra ukazuje na dobré odvádění tepla ze součástek do okolí. Parametry z certifikované, zkratové zkušebny potvrdily, že BVL 120 bez zjevného poškození vydrží proud 25 kA po dobu 100 ms. Teprve při zatížení proudem 30 kA po dobu 150 ms se poškodí, ale zůstane spečený s přechodovým odporem 15 mΩ. Úplné zničení ochrany s přerušením polovodičů nastalo až při proudu 30 kA po dobu 170 ms. Tyto parametry nás plně uspokojily, protože jsme konečně získali dostatečnou, bezpečnostní rezervu pro ochranu kondenzátoru v kritických situacích.

Finální verze rozváděče R0

Po získání výkonné přepěťové ochrany BVL 120 bylo zvažováno, jak rozváděč R0 doplnit. Rozváděč byl po téměř dvou letech provozu plně funkční, ale nebylo v něm již žádné místo na úpravy. Vývoj za tu dobu pokročil a bylo možno mnohé vylepšit. Ochrana BVL 120 je rozměrnější a po zvážení, co je třeba v rozváděči všechno upravit, bylo rozhodnuto zhotovit zcela nový rozváděč. Ten by potom mohl být u traf rychle a za provozu bloku osazen výměnným způsobem na místo původního rozváděče.

V novém, rozměrnějším R0 se tak získal prostor pro instalaci dvou větších BVL 120. Mezi nimi se zhotovila nehořlavá přepážka pro případ vzniku elektrického oblouku. Provedlo se také optimalizování rozložení součástek v jednotlivých polích. Podle získaných zkušeností se upravily ovládací prvky pro obsluhu. Pro okamžitý přehled o stavu rozváděče se zhotovil dálkový přenos informací do řídicího systému na blokové dozorně. Operátor elektrických zařízení má nyní přehled o tom, v jakém režimu se zařízení v uzlu nachází a může rychle reagovat na případné poruchové stavy. Po komplexních zkouškách nového rozváděče byl finální rozváděč R0 předán v říjnu 2020 ELE do užívání.

Závěr

Úspěšná realizace díla ověřila, že je možné provést snížení hlučnosti transformátorů tam, kde je příčinou přesycování jádra transformátoru stejnosměrný proud ať již vyvolaný trakcí, geomagnetickým vlivy či jinými zdroji.

Odhlučnění značně zlepšilo pracovní prostředí v okolí traf, hlavně pro obslužný a údržbový personál. 

Nejvíce se cenilo, že zamezením průtoku DC proudu uzlem traf se zabránilo, aby trvalé vibrace poškozovaly vnitřní díly transformátorů a snižovaly jejich životnost.

Poděkování

Cíle v tak technicky komplikované a náročné zakázce bylo dosaženo díky důvěře vedení elektrárny Ledvice v schopnosti firmy Průmyslový projekt Plzeň, s. r. o. Velkou roli také sehrála týmová spolupráce pracovníků ELE a všech zúčastněných dodavatelských organizací.

Autoři proto děkují všem pracovníkům Elektrárny Ledvice a pracovníkům firem, kteří svým plným nasazením umožnili úspěšné dokončení díla v zadaném termínu.


Ing. Libor Ženíšek – PPP, s. r. o. Po absolvování FEL VŠSE v Plzni r.1971 pracoval v OP ŠKODA v konstrukci středních točivých strojů, od r.1972 projektant v Báňských projektech v Plzni, od 1992 jako SVOČ, od r. 2000 jednatel-projektant Průmyslový projekt Plzeň, s. r. o. Nosnou činností jsou projekty energetických zařízení a jejich dodávky

 

Ing. Milan Sedláček – PPP, s. r. o. Po absolvování FEL VŠSE obor energetika v Plzni v roce 1979 začal pracovat v ČEZ, a. s., Elektrárně Ledvice. V praxi prošel v elektrárně různými funkcemi jako vedoucí pracovník v elektrotechnice v oblastech elektroprovozu, údržby a investiční výstavbě. Od roku 2019 podniká jako OSVČ v oblasti školení a poradenství v elektrotechnice.


V galerii níže:
Obr. 1. Pohled na tři jednofázové jednotky blokového transformátoru
Obr. 2. Frekvenční analýza hluku
Obr. 3. Napětí kolejnic a DC proud uzlem transformátoru
Obr. 4. Toky bludných proudů
Obr. 5. Napájení blokových traf ze sítě 110 kV
Obr. 6. Přesycení transformátoru
Obr. 7. Demagnetizace jádra trafa
Obr. 8. Obvodové schéma modelu traf v síti 400 kV
Obr. 9. Fotografie prezentačního modelu
Obr. 10. Blokové schéma zapojení HVL 120
Obr. 11. Ochranné působení HVL 120
Obr. 12. Návrh silové výstroje R0
Obr. 13. Hluk změřený po připojení R0
Obr. 14. Současná podoba upraveného rozváděče R0